Разветвленная цепь постоянного тока.

1. Цель работы.

Приобретение навыков измерений в цепях постоянного тока. Использование результатов измерений для анализа электрического состояния цепи. Проверка законов Ома и Кирхгофа.

2. Описание установки.

На стенде имеются два источника электрической энергии постоянного напряжения: Е₁ и Е₃, набор сопротивлений r₁, r₂, r₃, r₄. Для измерения токов в цепях применяются три миллиамперметра магнитоэлектрической системы А₁, А₂, А₃. Измерение напряжения в схеме производится с помощью электронного цифрового вольтметра В7-38 в режиме постоянного напряжения.

3. Подготовка к работе.

Начертить схему (рис.1), нанести направление токов I₁, I₂, I₃, а также полярность источников энергии и миллиамперметров с учетом направления токов.

Рис. 1

4. Рабочее задание.

4.1. Собрать цепь (рис. 1), соблюдая полярности источников ЭДС и миллиамперметров.

4.2. Представить собранную схему для проверки преподавателю.

4.3. Включить стенд, записать значения токов в таблицу 1. Проверить выполнение первого закона Кирхгофа для любого узла.

4.4. Измерить цифровым вольтметром напряжения, указанные в таблице 1, записав в нее все измеренные значения.

Таблица 1

При проведении измерений Е₁, Е₃, а также U₁ и U₃ необходимо учитывать соотношение по закону Ома для участка цепи, содержащего ЭДС.

U = E – I×R

Следовательно, значение Е измеряют на выводах источников при отсутствии тока в ветви, в которой находится источник. И, соответственно U (падение напряжения на источнике) измеряют на выводах соответствующего источника при замкнутой цепи (при наличии тока в ветви).

4.5. На основании данных, полученных в результате опыта, вычислить значения сопротивлений r₁, r₂, r₃, r₄ и внутренних сопротивлений источников ЭДС r_i1, r_i3. Результаты вычислений записать в таблицу 2.

Таблица 2

4.6. По данным таблиц 1 и 2 построить потенциальную диаграмму для одного из замкнутых контуров по указанию преподавателя. Для этого же контура проверить выполнение 2 закона Кирхгофа.

5. Контрольные вопросы.

5.1. В чем заключается разница между ЭДС и напряжением источника электрической энергии?

5.2. В каких случаях источник работает в режиме генератора, а когда в режиме приемника энергии?

5.3. Каким образом определить внутреннее сопротивление источника ЭДС?